一种铁路接触网维修方案生成方法

本发明涉及数据处理，特别是涉及一种铁路接触网维修方案生成方法。

背景技术：

1、电气化铁路接触网担负着为列车提供电力的任务，是铁路牵引供电系统的核心部件之一。现有的接触网检修模式为周期修，即到了一定周期无论是否需要都会进行检修，容易出现欠维修，导致可靠度不高，或出现过维修，导致维修成本太高。

2、此外，接触网高悬在空中，维修人员劳动强度大，检修危险系数高。因此，如何根据接触网的实际状态，通过智能算法自动生成可靠度高、维修成本低、所需工时少的接触网维修方案，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铁路接触网维修方案生成方法，根据接触网的实际状态，实现通过智能算法自动生成可靠度高、维修成本低、所需工时少的接触网维修方案。

2、一种铁路接触网维修方案生成方法，包括：

3、获取接触网的综合状态参数，所述综合状态参数包括导高、接触力、跨内高差、硬点、拉出值和网压；

4、采用预设的接触网综合状态参数指标等级表对导高、接触力、跨内高差、硬点、拉出值和网压进行评价，得到各参数的评分；

5、根据各参数的评分以及预设的接触网检测缺陷信息数据库，统计出各参数与多个目标设备之间的映射关系，将各参数的评分通过映射关系转化为各目标设备的评分，所述多个目标设备包括接触线、承力索、绝缘子、中心锚节、定位器、补偿器和吊弦，所述映射关系满足以下条件式：

6、m1=a1x1+ b1x2+ c1x3+ d1x4+ e1x5+ f1x6；

7、m2=a2x1+ b2x2+ c2x3+ d2x4+ e2x5+ f2x6；

8、m3=a3x1+ b3x2+ c3x3+ d3x4+ e3x5+ f3x6；

9、m4=a4x1+ b4x2+ c4x3+ d4x4+ e4x5+ f4x6；

10、m5=a5x1+ b5x2+ c5x3+ d5x4+ e5x5+ f5x6；

11、m6=a6x1+ b6x2+ c6x3+ d6x4+ e6x5+ f6x6；

12、m7=a7x1+ b7x2+ c7x3+ d7x4+ e7x5+ f7x6；

13、其中，m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7分别表示接触线、承力索、绝缘子、中心锚节、定位器、补偿器、吊弦的评分，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别表示导高、接触力、跨内高差、硬点、拉出值、网压的评分，a1、b1、c1、d1、e1、f1分别由接触线引起的导高缺陷占比、接触力缺陷占比、跨内高差缺陷占比、硬点缺陷占比、拉出值缺陷占比、网压缺陷占比，a2、b2、c2、d2、e2、f2分别由承力索引起的导高缺陷占比、接触力缺陷占比、跨内高差缺陷占比、硬点缺陷占比、拉出值缺陷占比、网压缺陷占比，a3、b3、c3、d3、e3、f3分别由绝缘子引起的导高缺陷占比、接触力缺陷占比、跨内高差缺陷占比、硬点缺陷占比、拉出值缺陷占比、网压缺陷占比，a4、b4、c4、d4、e4、f4分别由中心锚节引起的导高缺陷占比、接触力缺陷占比、跨内高差缺陷占比、硬点缺陷占比、拉出值缺陷占比、网压缺陷占比，a5、b5、c5、d5、e5、f5分别由定位器引起的导高缺陷占比、接触力缺陷占比、跨内高差缺陷占比、硬点缺陷占比、拉出值缺陷占比、网压缺陷占比，a6、b6、c6、d6、e6、f6分别由补偿器引起的导高缺陷占比、接触力缺陷占比、跨内高差缺陷占比、硬点缺陷占比、拉出值缺陷占比、网压缺陷占比，a7、b7、c7、d7、e7、f7分别由吊弦引起的导高缺陷占比、接触力缺陷占比、跨内高差缺陷占比、硬点缺陷占比、拉出值缺陷占比、网压缺陷占比；

14、根据预设的目标设备与可靠度之间的对应关系以及各目标设备的评分，确定各目标设备的初始可靠度；

15、将各个目标设备的初始可靠度、以及初始维修方案输入至维修策略多目标优化模型中，所述维修策略多目标优化模型的主函数包括平均可靠度的计算函数、维修费用的计算函数和所需工时的计算函数；

16、采用nsga-iii多目标遗传算法对维修策略多目标优化模型进行求解，并以pareto最优解集的形式输出最终的维修方案和对应的平均可靠度、维修费用和所需工时。

17、根据本发明提供的铁路接触网维修方案生成方法，通过获取接触网的综合状态参数，对导高、接触力、跨内高差、硬点、拉出值和网压在内的综合状态参数进行状态识别，然后基于各参数与多个目标设备之间的映射关系，确定出接触网中接触线、承力索、绝缘子、中心锚节、定位器、补偿器和吊弦的初始可靠度，然后将各个目标设备的初始可靠度、以及初始维修方案输入至维修策略多目标优化模型中，采用nsga-iii多目标遗传算法对维修策略多目标优化模型进行求解，能够得到最终的维修方案和对应的平均可靠度、维修费用和所需工时，本发明通过对接触网维修策略进行优化，达到了根据接触网实际运行状态安排维修计划的目的，通过分析接触网中接触线、承力索、绝缘子、中心锚节、定位器、补偿器和吊弦这7个目标设备的可靠度，且发明对平均可靠度、维修成本和所需工时3个目标同时优化，并采用nsga-iii多目标优化遗传算法对维修策略多目标优化模型进行优化计算，降低了工人的劳动强度，提高劳动生产率，缩短天窗时间，能够根据接触网的实际状态，通过智能算法自动生成可靠度高、维修成本低、所需工时少的接触网维修方案。

技术特征：

1.一种铁路接触网维修方案生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的铁路接触网维修方案生成方法，其特征在于，平均可靠度的计算函数的表达式为：

3.根据权利要求2所述的铁路接触网维修方案生成方法，其特征在于，若第n个目标设备在第k个维修阶段时，j=1或2，则采用下式计算：

4.根据权利要求3所述的铁路接触网维修方案生成方法，其特征在于，所需工时的计算函数的表达式为：

5.根据权利要求1所述的铁路接触网维修方案生成方法，其特征在于，采用nsga-iii多目标遗传算法对维修策略多目标优化模型进行求解，并以pareto最优解集的形式输出最终的维修方案和对应的平均可靠度、维修费用和所需工时，具体包括

6.根据权利要求5所述的铁路接触网维修方案生成方法，其特征在于，所述nsga-iii多目标遗传算法使用精英策略，即将父代种群与其产生的子代种群组合，共同竞争产生下一代种群，且所述nsga-iii多目标遗传算法采用拥挤度比较算子代替需要指定共享半径的适应度共享策略。

技术总结
本发明公开了一种铁路接触网维修方案生成方法，包括：获取接触网的综合状态参数；对综合状态参数进行状态识别，确定接触网中多个目标设备的初始可靠度；将各个目标设备的初始可靠度、以及初始维修方案输入至维修策略多目标优化模型中，所述维修策略多目标优化模型的主函数包括平均可靠度的计算函数、维修费用的计算函数和所需工时的计算函数；采用NSGA‑III多目标遗传算法对维修策略多目标优化模型进行求解，并以Pareto最优解集的形式输出最终的维修方案和对应的平均可靠度、维修费用和所需工时。本发明能够根据接触网的实际状态，实现通过智能算法自动生成可靠度高、维修成本低、所需工时少的接触网维修方案。

技术研发人员：屈志坚,廖心宇,李迪,黄世勋,侯新星,袁琛
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10